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加工中心加工铸铁时的切削液过滤问题


时间:2014-08-19 15:23

摘要:加工中心的切削液过滤系统作为机床附件一般很少出故障,但如果在机床选型时没有配置好则会影响后续使用,本文通过介绍实际加工时遇到的切削液过滤问题提出:对于专门加工铸铁的加工中心,其过滤系统应当增设能过滤铸铁铁屑的装置。

现在的加工中心是集机、电、液、气于一体的综合性系统,其中任何一方面处理不好都会影响整机的使用效果,尤其是后两者,因其相对机床本身较独立且在系统中所占价值不高,通常都由配套厂家按标准规格提供,其使用性能容易被机床厂忽视。而对于铸铁件的加工,因其铁屑细碎,很容易因为切削液的过滤能力不匹配出现问题。

某公司从国内一著名机床集团陆续购入了其合资品牌的一台立式加工中心、两台卧式加工中心,相对于机床的高精度及机械电气系统的高稳定性,其切削液过滤问题频出,导致停产整修。

这三台机床都有中心出水功能,即切削液从主轴中心通过刀具上的小孔喷出,其系统简图如下:

 

切削液从机床工作台回流经粗过滤至切削液水箱,一路经一级过滤由一低压泵提供机床外冷却,另一路由低压泵经精过滤后送至中心出水切削液水箱,需要使用内冷时用一高压泵送至主轴通过刀具内孔喷出。公司使用的切削液系统照片如下图一、二:

机床厂提供了两种配套的过滤系统,如图一粗过滤使用三级滤网安放在切削液水箱中,精过滤使用两只筒形滤芯,图二使用集成的高压供水单元,其内有一只小的涡旋过滤器和两只筒形滤芯。

 

机床外冷却压力一般低于2MPa,对过滤精度要求不高,一般滤网过滤都能满足要求。中心出水冷却压力较高,流量大,因为要经过机床主轴,要求最终过滤精度高,达到25μm以上。在实际使用时以上两种过滤系统均无法满足要求,甚至工作不到半天时间精滤器就会阻塞,引发报警停机。在机床厂无法解决问题的情况下操作者自行将滤芯取下,结果铁屑时常粘在主轴锥孔上,导致精加工时孔的尺寸超差。

分析其原因,在于机床外冷却系统与中心出水单元由不同配套厂家提供,外冷却系统过滤后切削液中仍存在大量的细小铁屑甚至污泥,导致中心出水单元过滤器超负荷工作。目前在切削液回流至水箱前加细滤网甚至滤纸来提高外冷却过滤精度以维持正常运转。但这样需要每天更换滤纸,清洗滤网,平时频繁使用的外冷却也不需要如此高的过滤精度。

解决问题的关键在于提高中心出水单元的过滤能力,机床厂配备的滤芯式过滤器不适合过滤含有铸铁铁屑的切削液,可以在低压供水泵后增加涡旋过滤器、磁性过滤器或纸带过滤器。

增加涡旋过滤器成本较低,但其要求供水压力大于0.2MPa,普通的低压冷却水泵压力最大为0.15MPa,需要同时更换水泵。在设备已经投入使用的情况下更换切削液系统受多方牵掣。因此建议机床厂及切削液净化配套厂对市场进行细分,根据用户的不同的加工要求对整个切削液过滤系统进行匹配,以提高机床整体的适用性。

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